2) 15 (+)
3) 18
4) 12
Максимальная высота применения кислородной маски с подачей кислорода под избыточным давлением без высотно-компенсирующего костюма составляет около 15 км, что соответствует примерно 50 000 футов. На этой высоте барометрическое давление настолько снижено, что даже дыхание чистым кислородом при давлении окружающей среды не обеспечивает достаточного альвеолярного и артериального напряжения кислорода. Положительное давление в маске повышает давление в дыхательных путях и альвеолах, поддерживая градиент диффузии кислорода из альвеолярного газа в кровь; такие системы обеспечивают кратковременную защиту в диапазоне приблизительно 43 000–50 000 футов.
Дальнейшее увеличение давления дыхательной смеси без внешнего противодавления становится физиологически опасным. Рост внутригрудного давления затрудняет выдох, уменьшает венозный возврат к сердцу и сердечный выброс, что может привести к артериальной гипотензии, церебральной гипоперфузии и синкопе; при чрезмерном градиенте давления возрастает риск перерастяжения и баротравмы лёгких. Высотно-компенсирующий костюм создаёт синхронное противодавление на грудную клетку и другие участки тела, поэтому выше 15 км одной герметичной кислородной маски уже недостаточно для безопасного применения дыхания под избыточным давлением.
Предел определяется не только профилактикой гипоксической гипоксии, но и переносимостью положительного давления человеком. При декомпрессии на большой высоте возможны головокружение, сужение полей зрения, нарушение координации, снижение когнитивной работоспособности и быстрая потеря сознания; дыхание под давлением предназначено прежде всего для кратковременного сохранения работоспособности и выполнения аварийного снижения.
| Высотный диапазон | Физиологическая проблема | Необходимое средство защиты |
|---|---|---|
| До 3 км | У большинства здоровых лиц выраженная гипоксемия отсутствует | Специальная подача кислорода обычно не требуется |
| 3–10 км | Прогрессирующее снижение парциального давления кислорода, риск гипоксической гипоксии | Дополнительный кислород; герметизация кабины остаётся предпочтительным методом |
| Около 10–12 км | Чистый кислород при окружающем давлении постепенно теряет способность полностью компенсировать разрежение атмосферы | Кислородная система с режимом подачи 100% кислорода |
| 12–15 км | Для сохранения приемлемого альвеолярного напряжения кислорода требуется давление выше окружающего | Герметичная маска и дыхание кислородом под избыточным давлением |
| Около 15 км | Предельная переносимость положительного давления без внешнего противодавления | Кратковременное применение маски без высотно-компенсирующего костюма |
| Выше 15 км | Нарушение венозного возврата, риск синкопе, утечки из маски и повреждения лёгких | Высотно-компенсирующий или герметичный высотный костюм с противодавлением |
| Экстремальные высоты | Критически низкое внешнее давление и угроза тяжёлой гипоксии при разгерметизации | Полный герметичный костюм либо герметизированная кабина |
Таким образом, значение 15 км отражает физиологический предел изолированного дыхания кислородом под положительным давлением через маску, а не абсолютную высоту выживания человека. На этом уровне система может лишь временно сохранить сознание и работоспособность экипажа при аварийной разгерметизации. Продолжение полёта или пребывание на большей высоте требует внешнего противодавления, создаваемого высотно-компенсирующим костюмом. Основная цель комплекса защиты — одновременно предупредить гипоксию, поддержать гемодинамику и ограничить опасный транспульмональный градиент давления.